ΣΥΝΔΕΣΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΩΝ ΣΕ ΕΝΑ ΣΕΙΡΙΚΟ ΛΙΜΑΝΙ ARDUINO UNO: 4 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Σε αυτό το σεμινάριο, θα επεκτείνουμε μια ενιαία σειριακή θύρα Arduino UNO UART (Rx/Tx), έτσι ώστε να μπορούν να συνδεθούν πολλοί αισθητήρες Atlas. Η επέκταση γίνεται χρησιμοποιώντας πίνακα Serial Port Expander 8: 1. Η θύρα του Arduino συνδέεται με τον διαστολέα μετά τον οποίο το σήμα δρομολογείται στις οκτώ θύρες όπου είναι συνδεδεμένες οι περιφερειακές συσκευές. Για λόγους απλότητας, θα χρησιμοποιήσουμε τρεις θύρες, αλλά με μερικά ακόμη βήματα, μπορείτε να κάνετε την επέκταση για να χρησιμοποιήσετε και τις οκτώ.

Η επικοινωνία γίνεται μέσω της λειτουργίας UART και τα αποτελέσματα εμφανίζονται στη σειριακή οθόνη Arduino. Από προεπιλογή, οι αναγνώσεις των συνδεδεμένων αισθητήρων πραγματοποιούνται συνεχόμενη αναζήτηση. Στη συνέχεια μπορούν να ανοίξουν μεμονωμένα κανάλια, τα οποία θα επιτρέψουν στον χρήστη να επικοινωνήσει με έναν συγκεκριμένο αισθητήρα.

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ:

• Αναπτύξτε μια μεμονωμένη σειριακή θύρα UART (Rx/Tx) σε οκτώ επιπλέον θύρες.
• Κρατήστε εύκολα τις καρτέλες για το κανάλι που ανοίγει μέσω των ενσωματωμένων LED στη μονάδα Expander.
• Λειτουργεί με τους ακόλουθους αισθητήρες EZO της Atlas Scientific: pH, αλατότητα, διαλυμένο οξυγόνο (DO), θερμοκρασία, δυναμικό μείωσης οξείδωσης (ORP), CO2, περισταλτική αντλία.
• Έξοδος αισθητήρα σε πραγματικό χρόνο

ΥΛΙΚΑ:

• Arduino UNO
• Breadboard
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων
• 1- Κύκλωμα διαλυμένου οξυγόνου EZO και 1- ανιχνευτής διαλυμένου οξυγόνου
• 1- Κύκλωμα αγωγιμότητας EZO και 1- αισθητήρας αγωγιμότητας k1.0
• 1- Κύκλωμα pH EZO και 1- ανιχνευτής pH
• 1- 8: 1 Serial Port Expander
• 2- Απομονωτές εσωτερικής τάσης
• 3- Θηλυκές συνδέσεις BNC

Βήμα 1: ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗ ΥΛΙΚΟΥ

Συγκεντρώστε το υλικό όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.

Βεβαιωθείτε ότι οι αισθητήρες βρίσκονται σε λειτουργία UART πριν τους συνδέσετε στο Expander. Για πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο αλλαγής μεταξύ των πρωτοκόλλων, ανατρέξτε στον ακόλουθο σύνδεσμο.

Η ευαισθησία των αισθητήρων είναι αυτή που τους δίνει την υψηλή ακρίβειά τους. Αλλά αυτό σημαίνει επίσης ότι υπόκεινται σε παρεμβολές από άλλα ηλεκτρονικά και ως εκ τούτου απαιτείται ηλεκτρική απομόνωση. Οι απομονωτές τάσης χρησιμοποιούνται για την απομόνωση του διαλυμένου αισθητήρα οξυγόνου και pH από τον αισθητήρα αλατότητας. Χωρίς τους απομονωτές, οι ενδείξεις είναι ασταθείς. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την απομόνωση, ανατρέξτε στον ακόλουθο ΣΥΝΔΕΣΜΟ.

ΦΥΛΛΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ:

• 8: 1 Serial Port Expander
• EZO DO
• EZO EC
• EZO pH
• Μονωτής τάσης

Βήμα 2: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΦΟΡΤΩΣΗΣ ONTO ARDUINO

Ο κώδικας για αυτό το σεμινάριο χρησιμοποιεί μια προσαρμοσμένη βιβλιοθήκη και αρχείο κεφαλίδας για τα κυκλώματα EZO σε λειτουργία UART. Θα πρέπει να τα προσθέσετε στο Arduino IDE για να χρησιμοποιήσετε τον κωδικό. Τα παρακάτω βήματα περιλαμβάνουν τη διαδικασία της προσθήκης στο IDE.

α) Κατεβάστε τον Ezo_uart_lib, έναν φάκελο zip από το GitHub στον υπολογιστή σας.

β) Στον υπολογιστή σας, ανοίξτε το Arduino IDE (μπορείτε να κατεβάσετε το IDE από ΕΔΩ εάν δεν το έχετε).

γ) Στο IDE, μεταβείτε στο Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library -> Επιλέξτε τον φάκελο Ezo_uart_lib που μόλις κατεβάσατε. Τα κατάλληλα αρχεία περιλαμβάνονται τώρα.

δ) Αντιγράψτε τον κώδικα από το Serial_port_expander_example στον πίνακα εργασίας του IDE. Μπορείτε επίσης να έχετε πρόσβαση από τον φάκελο Ezo_uart_lib που κατεβάσατε παραπάνω.

ε) Συγκεντρώστε και ανεβάστε τον κώδικα Serial_port_expander_example στο Arduino Uno σας.

στ) Η σειριακή οθόνη χρησιμοποιείται ως αγωγός επικοινωνίας. Για να ανοίξετε τη σειριακή οθόνη, μεταβείτε στο Εργαλεία -> Σειριακή οθόνη ή πατήστε Ctrl+Shift+M στο πληκτρολόγιο. Ρυθμίστε τον ρυθμό baud στο 9600 και επιλέξτε "Επιστροφή μεταφοράς". Οι ενδείξεις του αισθητήρα θα πρέπει τώρα να εμφανίζονται συνεχώς και ο χρήστης θα μπορεί να αλληλεπιδρά με μεμονωμένους αισθητήρες.

Βήμα 3: ΑΝΑΓΝΩΣΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ

Για να ανοίξετε ένα κανάλι που συμβολίζεται με P1-P8 στον πίνακα Expander, στείλτε τον αριθμό καναλιού ακολουθούμενο από άνω και κάτω τελεία και την εντολή (εάν υπάρχει). Τερματίστε τη συμβολοσειρά με μια επιστροφή μεταφοράς (πλήκτρο ENTER στο πληκτρολόγιο). Για παράδειγμα, 3: θα ανοίξω το κανάλι τρία και θα ζητήσω τις πληροφορίες της συσκευής.

Για να ανοίξετε ένα κανάλι και να μην στείλετε μια εντολή, απλώς εισάγετε τον αριθμό του καναλιού, ακολουθούμενο από άνω και κάτω τελεία. Τερματίστε τη συμβολοσειρά με μια επιστροφή μεταφοράς (πλήκτρο ENTER στο πληκτρολόγιο). Για παράδειγμα, 2: θα ανοίξει το κανάλι δύο. Μπορείτε τώρα να στείλετε οποιεσδήποτε ειδικές εντολές για αυτόν τον αισθητήρα, όπως cal,? που θα αναφέρει πληροφορίες βαθμονόμησης. Ανατρέξτε στα φύλλα δεδομένων των αισθητήρων για τη λίστα των εντολών.

Βήμα 4: ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ

Όπως φαίνεται, έχουμε χρησιμοποιήσει μόνο τρεις από τις οκτώ θύρες. Για να χρησιμοποιήσετε περισσότερες θύρες, ακολουθήστε το σχήμα καλωδίωσης που φαίνεται στο βήμα 1 και επεκτείνετε στις θύρες 4, θύρα 5 κ.ο.κ. Ενσωματώστε απομονωτές όταν είναι απαραίτητο. Το δείγμα κώδικα, Serial_port_expander_example θα χρειαστεί επίσης κάποια τροποποίηση. Ανατρέξτε στα σχόλια του κώδικα για καθοδήγηση.